以歼-10战斗机的推出为起点,中国空军方才迈入四代机的大门。然而与这一低起点形成鲜明对比的是,中国空军此后的进步可谓是突飞猛进,在短短二十年不到的时间里就完成了四代半(歼-10C、歼-16)与五代机(歼-20)的服役,在其它机种上也卓有建树。对别的国家来说,难如登天的新机型研发,对中国来说似乎搞个跨代式的“大跃进”也是手到擒来的事。飞机研发大致可以分为机体设计和子系统研制两方面工作,而近些年中国飞机研发显得越来越容易,主要还是得益于在成熟机体设计上新技术的更新迭代。

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利用成熟的机体设计,大大降低新机的设计风险

机体设计并不是一个科技含量很高的活,它更多取决于设计团队本身的经验与水平,也就是人的因素。这需要国家有一支设计经验丰富的设计团队。然而不幸的是中国并没有太多的航空器自主设计经验,与美俄相比经验都显得太单薄了。然而自上世纪末以来,严苛的局势又没有给中国从零开始,培养自己的设计团队,去摸索新型设计的时间。因此吸取其它国家的飞机设计经验,甚至直接将他人的成熟设计拿来为我所用,这也成了最便捷、最现实的做法。

中国第一型自主设计的飞机歼教-1

歼-10的机体设计来源在网上一直是一个争论不休的热点话题。很多人以歼-10和以色列“狮”式战斗机长相雷同,且中国与以色列曾有过一定时间的军事合作为由,认定歼-10的设计源自于“狮”式。不过,不同战机研制出于满足类似任务需求的需要,确实有可能选择相同的设计,比如苏-27的早期方案之一就和后来美国的F-15高度相似。考虑到这点,这个说法的真伪也就不得而知。

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不过客观来说,即使歼-10的设计是独立完成,它的外形也并没有什么创新之处。翼身融合体的设计已被应用在了大名鼎鼎的苏-27和米格-29上,单发轻型战斗机也早有了F-16这个前车之鉴。三角翼和鸭翼布局是下马的歼-9项目,留给歼-10的遗产。前者在歼-8上成功应用,后者也在“台风”、“阵风”等经典战机上大放异彩,是当时世界上风靡一时的“时髦”设计。可以说,歼-10的机体是由各种成熟设计拼合而来,这很大程度上消除了项目的不确定性,较为保守的设计成功保障了新机的产出。

至于与歼-10同一时期的另一款四代机歼-11,它本身就是苏-27的国产版本,自然使用的是苏-27的机体。苏-27的机体设计是它的一大亮点,不仅优美的外观让无数军迷为之倾倒,在1989年巴黎航展上完成的“眼镜蛇机动”,更是展示了它出类拔萃的机动性,也证实了机体设计的成功。

“侧卫”家族凭借自身过硬的实力就此成功在中国安家落户。在歼-11以后,“侧卫”这套壳子被拿来多次利用,歼-15、歼-16,中国的四代重型战斗机无一不基于“侧卫”机体设计。一方面是对这一设计优异性能的肯定;另一方面,这种机体设计人员较为熟悉,对于缩短新型飞机的研制周期,降低研制难度有很大的帮助。

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歼-16与其它“中国侧卫”最大的区别在于采用了低可视度涂装

总的来说,出于把控研制风险,尽可能快地让研制项目出成果,实现装备的更新换代,不再重蹈类似歼-9项目那样下马的覆辙的考虑,近年中国新型战机在机体设计上,无一不采用了相对保守的设计,或者干脆像歼-11、歼-15、歼-16那样,一个壳子反复利用。这导致了近年中国战机的飞行性能,与国外先进战机相比没什么过人之处。不过在中国飞机设计团队经验尚显不足,而空军对先进战机的需求却日渐紧迫的情况下,这种务实的态度保障了战机的更新换代,始终不与国际前沿拉开差距,算是唯一可行的选择。

航空工业技术水平跨越式发展,新机有机会应用更多全新技术

如果中国的新型战机只是为了降低研制风险而处处追求保守,那研制新机所起到的更新换代目的也就无从谈起。中国军工科研人员的明智之处就在于,在飞机机体设计上偏向保守,大搞“拿来主义”,而在飞机的各个子系统上却“激进”地应用了大量新的先进技术。最终导致两型飞机外表上看起来并无太大差别,但里面却可以说是“换了人间”,性能也有了质的差别。而这要归功于上世纪末以来我国军工技术“爆炸”式的发展。

机载有源相控阵雷达及其他技术的发展使得2010年后一大批新型战机纷纷服役

我国第一型国产四代机歼-10可以说是体现“技术爆炸”的样本。A, B, C三个型号对雷达进行了重大升级。伴随着雷达这一关键系统的升级,航电系统及各种传感器也纷纷提升了性能。

歼-10A使用的1473型雷达属于脉冲多普勒雷达。该雷达许多技术来源于80年代中期从以色列引进的EL/M-2032雷达。1473型雷达对空探测距离超过100千米,稳定跟踪距离不小于70千米,可以同时跟踪10个目标并打击2个目标。技术水平超过了中国以往装备的任何一款战斗机雷达,与国际上同种雷达对比也并不落后。

在歼-10A服役的同时,歼-10B研制也在同步进行。歼-10B用一具无源相控阵雷达替换掉了脉冲多普勒雷达,并大幅升级了航电系统与机载电子战系统。雷达体制的变化使其从根本上克服了传统机扫雷达的种种缺点,在探测距离,刷新速度,刷新率,多功能性以及抗干扰能力等方面都有了质的突破,也使得歼-10B成为了真正意义上的多用途战斗机。

苏-35装备的无源相控阵雷达

尽管歼-10B技术跨度已经如此之大,使用的全新技术占了整机的20%以上,歼-10B在歼-10系列中仍只是过渡型号,装备数量很少。在歼-10B投入批量生产的2013年,歼-10C也迎来了首飞。歼-10C采用了我国第一代有源相控阵雷达,替换了无源相控阵雷达。尽管无源相控阵雷达比机扫雷达实现了跨代提升,但与有源相控阵雷达相比,它仍有许多固有缺陷。

无源相控阵雷达只有一个中央发射机与接收机,发射机产生能量由计算机分配后分给各个T/R单元发射,与机扫雷达并无不同。而有源相控阵雷达每一个T/R单元自身就有发射/接收能力。这样的好处是有了更高的发射功率和抗干扰能力,而且即使部分T/R单元损坏仍具有工作能力,冗余度较高。这是无源相控阵雷达不可比拟的优越性。

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从2003年歼-10生产性交付到2015年歼-10C批量生产,三个重大改型投入服役不过相差近十年,且每一型的技术跨度都如此巨大,这是如今世界罕见的。首要原因当然是中国航空技术的蓬勃发展,但科研人员敢于大量应用新技术到新机型上面也很重要。

在歼-10立项之时,为歼-10专门研制的1473型雷达是能拿出手的最好的产品了。而等到2005年歼-10B立项,更新的无源相控阵雷达成了更好的选择。可歼-10B尚未走出工厂,国产有源相控阵雷达又发展成熟,歼-10B遇到个未服役即落后的尴尬局面。于是中国科研人员再次大胆创新,勇于应用新技术,最终推出了歼-10C这一巅峰之作。

总结:以世纪之初歼-10的服役为起始,近二十年来中国各种类型的新型战机以一种井喷式的速度推陈出新,背后是有着一套符合我国国情的发展逻辑。一方面在机体设计上出于要迅速形成战斗力的现实需要,研究人员务实地选择了国际上以及本国已有的成熟可靠设计为基础发展新机体,即使是五代机歼-20也没有采用什么相较于其它五代机特别的设计。另一方面,在战斗机的各项子系统上,研究人员又大胆创新,勇于应用更新的科研成果。从而实现了机型的快速更迭。未来随着中国现实压力减轻,对能迅速投入实战的先进装备的需求不再那么迫切,可以料想我国将推出一些具有“中国特色”的飞机设计方案。